Adam Harasim. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa PIB w Puławach

Transkrypt

1 70 Adam Harasim STOWARZYSZENIE EKONOMISTÓW ROLNICTWA I AGROBIZNESU Roczniki Naukowe tom XIV zeszyt 5 Adam Harasim Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa PIB w Puławach WPŁYW ZMIAN KIERUNKU PRODUKCJI GOSPODARSTWA ROLNICZEGO NA WSKAŹNIKI ROLNOŚRODOWISKOWE W UJĘCIU DŁUGOOKRESOWYM * EFFECT OF CHANGING FARM PRODUCTION PROFILE ON ENVIRONMENTAL INDICATORS IN A LONGTERM PERSPECTIVE Słowa kluczowe: gospodarstwo rolnicze, kierunek produkcji, wskaźniki rolnośrodowiskowe Key words: farm, production profile, environmental indicators Abstrakt. Przedstawiono zmiany profilu produkcji w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym IUNG Błonie Topola (woj. łódzkie) w ciągu 28 lat ( ) i ich wpływ na kształtowanie wskaźników rolnośrodowiskowych. W działalności gospodarstwa wyodrębniono cztery okresy: przed urynkowieniem gospodarki, w trakcie transformacji systemowej, dostosowywania do zmiennej sytuacji rynkowej i gospodarki bezinwentarzowej. W latach badań następowała zmiana kierunku produkcji przejście gospodarstwa wielokierunkowego z produkcją roślinną i zwierzęcą na jednostronnie roślinne. Zaniechanie produkcji zwierzęcej w warunkach braku jej opłacalności doprowadziło do uproszczenia struktury zasiewów (34% burak cukrowy i 66% zboża) oraz niekorzystnych sald składników nawozowych (zwłaszcza P i K) i glebowej substancji organicznej. W okresie gospodarki bezinwentarzowej podjęto działania zmierzające do poprawy wskaźników rolnośrodowiskowych polegające na przyorywaniu plonów ubocznych (słomy i liści buraczanych) i międzyplonu ścierniskowego w celach nawozowych. Wstęp Gospodarstwo jest najmniejszą jednostką organizacyjną w rolnictwie, prowadzącą działalność produkcyjną w określonych warunkach przyrodniczych i ekonomicznych. Towarowe gospodarstwa rolnicze podlegają wyraźnej presji otoczenia [Gołębiewska 2010], co często przejawia się w zmianach kierunku i struktury ich produkcji. Zasadnicze powiązania gospodarstw z otoczeniem dotyczą głównie zakupu środków produkcji (maszyny, nawozy mineralne, środki ochrony roślin, nasiona, paliwo) oraz sprzedaży wytworzonych produktów rolnych. Istotną rolę w kształtowaniu kierunku produkcji gospodarstwa oprócz środowiska przyrodniczego (jakość gleb, struktura użytków i ich rozłóg, przebieg pogody), odgrywają warunki zewnętrzne (ekonomiczne) panujące na rynku środków produkcji i produktów rolnych. W okresie transformacji gospodarczej (urynkowienie w latach 90. XX wieku), cechującym się niekorzystną relacją cen środków produkcji do cen produktów rolnych [Adamowski 1993, Józwiak 1998], gospodarstwa rolnicze znacząco obniżyły poziom zużycia nawozów, nasion kwalifikowanych i środków ochrony roślin oraz zmieniały profil produkcji [Klepacki 2002, Ufnowska, Kukuła 2002]. Zmiany warunków gospodarowania wywierają wpływ nie tylko na uzyskiwane efekty, ale także na środowisko przyrodnicze, w którym funkcjonują gospodarstwa rolnicze. Stąd ważnym zagadnieniem jest poznawanie wpływu tych zmian w długim okresie na kształtowanie środowiska przyrodniczego. Celem pracy była ocena zależności między zmianami kierunku produkcji gospodarstwa rolniczego a wskaźnikami o charakterze rolnośrodowiskowym. Materiał i metodyka badań Materiał źródłowy stanowiły wyniki badań przeprowadzonych w ciągu 28 lat ( ) w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym IUNG w BłoniuTopoli (woj. łódzkie). W gospodarstwie dominują gleby kompleksów pszennych (bardzo dobrego i dobrego). Powierzchnia gruntów ornych została podzielona na 8 pól płodozmianowych o przeciętnej powierzchni około 15 ha. Ewidencję zabiegów, nakładów pracy i środków produkcji oraz plonów przeprowadzono na kartach dokumentacyjnych pól. Zapisy w układzie technologicznym dla każdego pola prowadzono przez cały cykl produkcji, począwszy od uprawek wykonywanych po zbiorze przedplonu i skończywszy na zbiorze plonów. Analiza warunków organizacyjnoprodukcyjnych gospodarstwa i ich oddziaływania na środowisko stanowi studium przypadku. * Opracowanie wykonano w ramach zadania 2.4 w programie wieloletnim IUNGPIB Puławy

2 Wpływ zmian kierunku produkcji gospodarstwa rolniczego W pracy produkcyjność ziemi wyrażano w jednostkach zbożowych plonów głównych, a w zestawie wskaźników środowiskowych uwzględniono: bilanse składników mineralnych (N, P, K) opracowane metodą na powierzchni pola (dopływ w nawozach odpływ w plonach roślin); bilans glebowej substancji organicznej z wykorzystaniem współczynników reprodukcji i degradacji próchnicy [Asmus i in. 1979, Duer i in. 2002]; wskaźnik reprodukcji glebowej substancji organicznej przez uprawę roślin obliczony według formuły: Wr = R/D R reprodukcja substancji organicznej (SO) przez uprawę roślin, D degradacja SO przez uprawę roślin, R i D wyrażone w t s.m. SO/ha/rok. Wartość wskaźnika równa 1 oznacza równowagę między degradacją i reprodukcją SO przez uprawę roślin przy określonej strukturze zasiewów, czyli zbilansowanie zawartości SO w glebie: wskaźnik pokrycia gleby roślinnością w okresie zimy (tzw. pola zielone), który stanowi stosunek powierzchni gruntów ornych obsianych oziminami, roślinami wieloletnimi i międzyplonami ozimymi do ogólnej powierzchni gruntów ornych [Duer i in. 2002, Fotyma, Kuś 2000]; wskaźnik pełnego pokrycia gleby roślinnością w okresie całego roku [Harasim 2000, 2004], obliczony według wzoru: Wpr = ΣPi Spi ΣPz ΣPi Spi suma iloczynów powierzchni zasiewów (ha) i stopnia pokrycia gleby przez roślinność w ciągu roku (%), ΣPz suma powierzchni zasiewów roślin uprawnych (ha). Stopień (%) pokrycia gleby przez rośliny uprawne na gruntach ornych i skalę oceny przedstawiono we wcześniejszej pracy [Harasim 2004]: wskaźnik dominacji gatunkowej zasiewów obliczony według formuły Simpsona w modyfikacji Jaskulskiego i współautorów [2006]: SI = ΣPi 2, zaś Pi = n/n n powierzchnia uprawy danego gatunku (ha), N łączna powierzchnia uprawy wszystkich gatunków roślin na gruntach ornych (ha). Zakres wartości wskaźnika zawiera się w przedziale od 0 do 1. Wartości zbliżone do 1 wskazują na wyraźną dominację jednego lub kilku gatunków roślin i zarazem małą różnorodność gatunkową zasiewów. Lata badań podzielono na cztery okresy jako etapy charakterystyczne dla zmian w gospodarowaniu RZD BłonieTopola: I ( ) okres przed urynkowieniem gospodarki: produkcja roślinna z 40% udziałem zbóż w zasiewach i produkcja zwierzęca w pełnym cyklu (bydło mleczne i trzoda chlewna obsada 0,9 SD/ha UR), II ( ) okres transformacji systemowej: produkcja roślinna (wzrost udziału zbóż do 70%, obniżenie poziomu nawożenia) i produkcja zwierzęca (zmniejszenie obsady do 0,6 SD/ha UR), III ( ) okres dostosowywania do zmiennej sytuacji rynkowej: produkcja roślinna z 66% udziałem zbóż i 30% buraka cukrowego, a produkcja zwierzęca w latach ograniczona do 0,3 SD/ha UR (likwidacja chowu bydła w 1999 r., a trzody chlewnej w 2003 r.), IV ( ) okres gospodarki bezinwetarzowej (bez obornika): w zasiewach przeciętnie 66% zbóż i 34% buraka cukrowego, 50% powierzchni gruntów ornych z przyorywaną słomą i 35% z uprawą międzyplonu ścierniskowego na przyoranie. Wydzielone okresy charakteryzują przejście z profilu gospodarstwa wielostronnego z produkcją roślinną i zwierzęcą na jednostronne roślinne (bezinwentarzowe). Wyniki badań Plony roślin osiągane w latach były dość ustabilizowane w zakresie 5560 jednostek zbożowych z 1 ha (tab. 1). Natomiast w ostatnim okresie badań zdecydowanie wzrosły, co wiązało się ze zwiększonym areałem uprawy buraka cukrowego i wyższymi jego plonami oraz intensywniejszym nawożeniem mineralnym. Plon jednostek zbożowych był istotnie dodatnio skorelowany zarówno z

3 72 Adam Harasim wielkością plonu korzeni (r = 0,83), jak i udziałem powierzchni buraka w zasiewach (r = 0,70), a także nawożeniem mineralnym NPK (r = 0,40), zwłaszcza N (r = 0,52). Należy dodać, że na tak istotną zależność plonu jednostek zbożowych od buraka cukrowego ma również wpływ relacja wielkości jego plonu do plonu zbóż i stosowane współczynniki przeliczeniowe. W I okresie badań ( ), przed urynkowieniem gospodarki, prowadzono wielostronną produkcję roślinną i zwierzęcą. Grunty orne cechowały się dużą różnorodnością zasiewów (711 gatunków), dostateczną glebochronnością roślin i reprodukcją glebowej substancji organicznej przez uprawiane rośliny (tab. 1). Na części powierzchni pól uprawiano rośliny pastewne (głównie mieszanki motylkowatotrawiaste) stanowiące uzupełnienie pasz pozyskiwanych z trwałych użytków zielonych i zakiszanych liści buraczanych. Wysoka obsada zwierząt (bydło i trzoda chlewna) na poziomie około 0,9 SD/ha UR umożliwiała prawidłowe nawożenie obornikiem w dawkach 910 t/ha GO/rok na 2025% powierzchni pól uprawnych i korzystny wpływ na żyzność gleby, co potwierdzają dodatnie salda NPK i glebowej substancji organicznej (tab. 2). W latach 90. XX wieku (okres II), charakteryzujących się przechodzeniem do gospodarki rynkowej, w związku z pogarszaniem opłacalności produkcji rolniczej następowało zmniejszanie skali produkcji zwierzęcej, ograniczanie uprawy roślin pastewnych i wzrost udziału zbóż w zasiewach do poziomu ponad 70%, a zarazem zmniejszanie liczby gatunków roślin uprawianych na gruntach ornych (tab. 1). Konsekwencją zmniejszenia pogłowia zwierząt było również pogorszenie wskaźników nawożenia obornikiem malejące dawki i zmniejszanie udziału pól nawożonych obornikiem oraz ujemne saldo glebowej substancji organicznej (tab. 2). Degradacja próchnicy w glebie była także spowodowana wyeliminowaniem z zasiewu gatunków roślin wzbogacających glebę w substancję organiczną. Ponadto, w latach z powodu niekorzystnych relacji cen nawozów mineralnych do cen produktów rolniczych nastąpiło silne obniżenie poziomu nawożenia mineralnego NPK, które doprowadziło do ujemnego bilansu tych składników i obniżenia zasobności gleby. Należy dodać, że w latach 1993 i 1994 nie nawożono gleby fosforem, a w 1994 r. potasem. Mimo niekorzystnego bilansu składników nawozowych, nie nastąpiło obniżenie poziomu plonów, co było efektem wykorzystania przez rośliny składników dostarczonych do gleby w latach poprzednich. W kolejnym okresie (III) z powodu nieopłacalności nastąpiła likwidacja produkcji zwierzęcej w 1999 r. bydła, a w 2003 r. trzody chlewnej. W nawożeniu wykorzystywano niewielkie ilości obornika i w znacznym zakresie plony uboczne (słomę i liście buraków cukrowych) przyorywane w celach nawozowych. W tej sytuacji wyraźnemu pogorszeniu uległy bilanse fosforu, potasu i glebowej substancji organicznej (tab. 2). W produkcji roślinnej nastąpił wzrost udziału buraka cukrowego w zasiewach do 32% (bliskość cukrowni) i dalszemu ograniczeniu uległa liczba uprawianych gatunków roślin. Natomiast w zasiewach zbóż wzrósł udział jęczmienia jarego i owsa w celu poprawy stanowiska dla pszenicy ozimej, co skutkowało pogorszeniem wskaźników pokrycia gleby roślinnością, zwłaszcza w zimie (tab. 1). Tabela 1. Produkcyjność i cechy zasiewów na polach uprawnych Table 1. Productivity and cropping characteristics of cultivated fields Wyszczególnienie/ Specification Okres i lata/period and years I II III IV Plon jednostek zbożowych z 1 ha/ Yield of cereal units per 1 ha 59,6 56,1 55,9 61,4 58,9 64,4 86,0 Udział roślin w zasiewach/percentage of total cropland [%]: okopowe/root crops zboża/cereals inne roślinty/other crops 25,1 38,8 36,1 19,8 36,0 44,2 23,1 69,0 7,9 23,7 76,3 27,3 68,8 3,9 32,2 64,9 2,9 33,6 65,9 0,5 Liczba gatunków roślin w zasiewach/ Number of crop enterprises Wskaźnik dominacji gatunkowej zasiewów/index of single species domination of the cropping structure 0,16 0,14 0,18 0,21 0,26 0,31 0,33 Pokrycie gleby roślinnością/vegetation cover during [%]: w okresie zimy/winter w roku/year round 43,2 49,1 39,4 46,3 43,1 47,6 42,7 47,8 36,9 45,3 33,2 43,6 40,7 50,7 Wskaźnik reprodukcji SO * przez uprawę roślin/ Reproduction SOM * index through cropping 0,29 0,24 0,14 ** ** ** ** * SO substancja organiczna, synonim materii organicznej/som organic substance, synonymous with soil organic matter; ** w uprawie tylko rośliny degradujące substancję organiczną/only crops which degrade organic matter Źródło: opracowanie własne Source: own study

4 Wpływ zmian kierunku produkcji gospodarstwa rolniczego Ostatni okres badań ( ) cechował się prowadzeniem gospodarki bezinwentarzowej z uproszczoną strukturą zasiewów (burak cukrowy i pszenica, głównie ozima), co znacząco poprawiło stopień pokrycia gruntów ornych roślinnością (tab. 1). W związku z brakiem obornika na około 50% powierzchni pól przyorywano słomę i na 33% liście buraczane, a na 36% areału uprawiano międzyplon ścierniskowy (gorczycę białą) na przyoranie (tab. 2). W wyniku takich działań nastąpiła poprawa (mimo ujemnego salda) w zakresie bilansu substancji organicznej w porównaniu do stanu z poprzedniego okresu. Ponadto, znacząco wzrósł poziom nawożenia azotem spowodowany większymi wymaganiami nawozowymi buraka cukrowego i potrzebą stosowania dodatkowej dawki azotu (3035 kg N/ha) do przyorywanej słomy. Jednak dawki fosforu i potasu były zbyt niskie w stosunku do potrzeb pokarmowych uprawianych roślin (przy wysokich plonach wynoszących przeciętnie u buraka cukrowego 55 t/ha i pszenicy ozimej 6 t/ha), co potwierdzają ujemne salda P i K. Reasumując, należy stwierdzić, że przedstawione zmiany w profilu produkcji gospodarstwa wywierały wyraźny wpływ na kształtowanie wskaźników rolnośrodowiskowych. W okresie transformacji gospodarczej i procesu urynkowienia ograniczono i ostatecznie zlikwidowano produkcję zwierzęcą oraz znacząco obniżono poziom nawożenia mineralnego. Likwidacja produkcji zwierzęcej spowodowała duże uproszczenia w strukturze zasiewów i przejściowo mierne pokrycie gruntów ornych przez rośliny uprawne, a także odbiła się ujemnie na saldach składników nawozowych i substancji organicznej. Podjęte w ostatnim okresie działania zaradcze (przyorywanie słomy, liści buraczanych i międzyplonu ścierniskowego) nieco złagodziły ujemny bilans glebowej substancji organicznej. W działalności rolniczej z punktu widzenia wymogów ochrony środowiska powinno się dążyć do utrzymywania zrównoważonego stanu gleby przez zapobieganie jej degradacji. Gleba po długim okresie bez okrywy, w następstwie destrukcyjnego działania opadów, wiatru i nasłonecznienia, ulega degradacji fizycznej, chemicznej i biologicznej. Stąd dążenie do możliwie ciągłego utrzymywania powierzchni gleby pod okrywą roślinną. Niezrównoważone nawożenie w przypadku ujemnych bilansów składników przyczynia się do pogorszenia żyzności i urodzajności gleby, powodowanego ubytkiem substancji organicznej i nadmiernym pobraniem składników pokarmowych. W naszych warunkach klimatycznych ubywa rocznie z gleby 24% substancji organicznej [Myśków 1987]. Natomiast w przypadku zbyt dużych dodatnich sald składników nawozowych może dochodzić do ich strat i zanieczyszczenia (eutrofizacji) wód gruntowych i powierzchniowych [Duer i in. 2002]. Z przeglądu badań [Harasim 2010] wynika, że gospodarstwa jednostronne roślinne (bezinwentarzowe) z powodu ujemnych bilansów składników nawozowych (zwłaszcza P i K) i substancji organicznej przyczyniają się do degradacji żyzności gleby, a tym samym nie realizują zasad rozwoju zrównoważonego w zakresie kryterium ekologicznego. Tabela 2. Nawożenie gruntów ornych i bilanse składników Table 2. Fertilizer application and nutrient balance Wyszczególnienie/ Specification Okres i lata/period and years I II III IV Udział powierzchni pól nawożonych/fields fertilized [%]: obornikiem/manure słomą/straw liśćmi buraków/sugar beet tops międzyplonem/doublecrop 25,1 22,2 14,0 17,1 21,0 6,4 21,6 26,8 5,1 5,8 30,1 32,2 4,3 48,0 33,6 35,8 Obsada zwierząt [SD/ha UR]/Livestock load [LU/ha of AL] 0,92 0,88 0,67 0,48 0,34 0,05 Dawka obornika [t/ha/rok]/manure rate [t/ha/years] 10,1 9,0 4,8 6,2 2,3 2,1 Dawki nawozów mineralnych/ Synthetic fertilizer rates [kg/ha]: N P 2 O 5 K 2 O Bilans nawożenia/nutrient balance [kg/ha]: N P 2 O 5 K 2 O Bilans substancji organicznej [t s.m./ha]/ Organic matter balance [t DM/ha] Źródło: opracowanie własne Source: own study ,9 43,1 26, ,2 46,5 24, ,8 20,1 34, ,9 16,0 6, ,0 1,7 0, ,3 2,7 18, ,9 13,0 32,4 0,34 0,15 0,27 0,29 0,36 0,33 0,19

5 74 Adam Harasim Wnioski 1. Wyniki analizy obejmującej długi okres badań wskazują na wyraźny wpływ zmian kierunku gospodarowania (przejście z profilu gospodarstwa wielostronnego z produkcja roślinną i zwierzęcą na jednostronne roślinne) na kształtowanie wskaźników rolnośrodowiskowych. 2. Ograniczanie produkcji zwierzęcej i ostatecznie jej zaniechanie, w warunkach niekorzystnych relacji między cenami środków produkcji a cenami produktów rolniczych, doprowadziły do dużego uproszczenia struktury zasiewów oraz niekorzystnych sald składników nawozowych (zwłaszcza P i K) i glebowej substancji organicznej. 3. W okresie gospodarki bezinwentarzowej (bez obornika) poprawę wskaźników rolnośrodowiskowych osiągano częściowo poprzez przyorywanie w celach nawozowych plonów ubocznych (słomy, liści buraków cukrowych) oraz uprawę i przyorywanie międzyplonu ścierniskowego. 4. Wyniki badań pozwalają stwierdzić, że zmiany profilu produkcji oddziałują w istotny sposób na środowisko przyrodnicze, w którym funkcjonuje gospodarstwo rolnicze. Literatura Adamowski Z. 1993: Zmiany cen na rynku rolnym w Polsce w latach Zag. Ekon. Roln., 12, Asmus F., Görlitz H., Koriath H Ermittlung des Bedarfes der Böden an organischer Substanz. Arch. Ackeru. Planzenbau u. Bodenkde, 23(1), Duer I., Fotyma M., Madej A. (red.). 2002: Kodeks dobrej praktyki rolniczej. MRiRW, MŚ, FAPA Warszawa. Fotyma M., Kuś J. 2000: Zrównoważony rozwój gospodarstwa rolnego. Pam. Puł., 120/I, Gołębiewska B. 2010: Organizacyjnoekonomiczne skutki zróżnicowania powiązań gospodarstw rolniczych z otoczeniem. SGGW Warszawa. Harasim A Realizacja zasad zrównoważonego rozwoju w gospodarstwach rolniczych o różnych kierunkach produkcji. Studia i Raporty IUNGPIB, 22, Harasim A. 2000: Wskaźnik pokrycia gleby roślinnością jako kryterium glebochronnej funkcji roślin. Fragm. Agron., 3, Harasim A. 2004: Wskaźniki glebochronnego działania roślin. Post. Nauk Rol., 4, Jaskulski D., Jaskulska I., Rudnicki F. 2006: Różnorodność odmianowa plantacji nasiennych i produkcyjnych zbóż. Fragm. Agron., 4, Józwiak W. 1998: Procesy dostosowawcze gospodarstw rolnych do zmiennej sytuacji rynkowej. [W:] Rolnictwo polskie w okresie transformacji systemowej ( ). IERiGŻPIB, Warszawa, Klepacki B. 2002: Gospodarka i rolnictwo polskie w okresie transformacji systemowej. Wieś Jutra, 8, 78. Myśków W. 1987: Rolnicze i ekologiczne znaczenie materii organicznej gleby. Służba Rolna, 4, 47. Ufnowska J., Kukuła S. 2002: Zmiany w produkcji rolnej RZD IUNG w procesie przystosowawczym do gospodarki rynkowej. Wieś Jutra, 8, Summary This study describes changes in farm production profile on an agricultural experiment farm at BłonieTopola (Lodzkie Voivodship) over a period of 28 years ( ) and their impact on agroenvironmental indicators. Four periods were distinguished in the farm s activities: before the introduction of marketoriented economy, transformation of the economic system, adjustment to changing market situation, and nonlivestock farming. During the period covered by the study, there was a shift in the farm s activities from a diversified output involving both livestock and crop production to a onesided crop productionbased profile. Discontinuing livestock production because of its economic unsustainability resulted in simplified cropping schemes (34% of sugar beet and 66% of small grains),and led to unfavourable changes in nutrient balance (especially P and K) and soil organic matter. During the period no livestockbased farming activities were launched aiming at the improvement of agroenvironmental indicators, which consisted in turning down sideline crops (straw, sugar beet tops, stubble crop) for fertilizer purposes. Adres do korespondencji: prof. dr hab. Adam Harasim Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy Zakład Systemów i Ekonomiki Produkcji Roślinnej ul. Czartoryskich Puławy tel. (81) , w ahara@iung.pulawy.pl